JPH07109817B2 - イオン投影リトグラフイー装置、該イオン投影リトグラフイー装置における基体上のマスクの構造部の像位置決め制御方法 - Google Patents

イオン投影リトグラフイー装置、該イオン投影リトグラフイー装置における基体上のマスクの構造部の像位置決め制御方法

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JPH07109817B2
JPH07109817B2 JP63136465A JP13646588A JPH07109817B2 JP H07109817 B2 JPH07109817 B2 JP H07109817B2 JP 63136465 A JP63136465 A JP 63136465A JP 13646588 A JP13646588 A JP 13646588A JP H07109817 B2 JPH07109817 B2 JP H07109817B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマスクがマークを具備し、該マークが同様にマ
ークを具備する担持体上に結像され、制御装置により制
御される静電多極とくに８極と、マスク構造部の像をイ
オン光軸のまわりに回転する装置と、結像倍率を補正す
る装置とが光線路中に配置されているイオン投射装置に
より光線を制御することにより、マスクのマークの担持
体上への結像が担持体上に存在し、夫々の対応するマー
クと重ねられる、縮小又は1:1イオン投射リトグラフイ
ー用の、マスク上にある構造部の基体上への像の位置決
め制御方法に関する。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、結像系内の、特に又結像中の、すなわちオン
ライン（on line）の結像系内の、主電源から供給され
るレンズ電圧の振動（Erschutterung）により又は偏流
（Driff）により生ずる可能性がある若干の変化を観察
できるようにすること及び適宜の補正を実施することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
上記のような課題は本発明によれば、マークの担持体
が、ウエハーに対し予め与えられた位置で、かつ空間的
にウエハーから分離されてウエハーに平行に配置された
参照ブロックであり、該参照ブロックにはウエハーに生
じるマーク結像の大きさに相当する開口が形成され、上
記のマークがウエハー上に像を生じせしめられるイオン
投射装置の光線路の外側に配置されること、参照ブロッ
クのマークから出る二次光線用とくに二次電子用の検出
器が設けられ、二次電子はマスクマークを通す光線（参
照光線）より出ていること、前記検出器の信号が多極と
くに８極用及び軸方向磁場発生装置用の制御装置並びに
1:1の影投射（Schattenprojektion）においてテーブル
の高さ位置を変える機械的装置として形成されている倍
率補正装置に供給されることにより達成される。二次光
線用信号が多極、とくに８極用及び軸方向磁場発生装置
用の制御装置並びに倍率補正のための装置に検出信号が
供給される装置は従来技術ではないが、オーストリア特
許願第A3173/86号に記載されている。参照ブロックの配
置によりウエハー上に生じるイオン光線より発する二次
電子の検出に対する陰影付け（Ahschattung）が達成さ
れるので、検出器は指示にしたがって補正に影響する可
能性のあるウエハーからの影響を受けない。
参照ブロックに関するウエハーの正しい位置を得るた
め、本発明の別の形態では、参照ブロックが追加のマー
ク例えば目盛格子（Strichgitter）状のマークを有し、
ウエハーには参照ブロックに設けられる追加のマークと
関連する対応マークが設けられ、かつ、参照ブロックと
ウエハーに存在するマークの一致位置（Lageubereinsti
mmung）のずれを設定するための光学的装置が設けてあ
る。この光学的装置は、例えばSPIE632巻「サブミクロ
メータ リトグラフイー用電子ビーム、Ｘ線及びイオン
ビーム技術Ｖ（Electron Beam,X−Ray＆Ion Beam Techn
iques for Submicrometer Litographies V）、（1986
年）146〜155頁、B.S.Fay等に記載されているようにし
て形成される。
本発明装置の更に別の形態では、目盛マーク（Strichma
rkierungen）の一致位置のずれの設定のために設けた光
学的装置は、ウエハーが固定されているテーブルの運動
用制御装置と連結され、光学的装置の信号はテーブル運
動用の制御装置に供給される。
本発明装置のまた別の形態では、参照光線が投射される
像、とくに露光中に投射される像の若干ずれが観察さ
れ、応答する補正が多極並びに軸方向磁場発生装置の制
御により行われ、参照ブロックに対するできるだけ高い
安定性が達成される。参照ブロックのマークより出る二
次光線の検出器は、２の数により割ることのできる数に
設けられ、複数対の検出器のうち、夫々２対は多極の制
御のために、１対は特に多極の制御のための対の１つと
結合して軸方向磁場発生装置の制御装置のために、そし
て別の１対は参照ブロックに設けたレンズ（投射レン
ズ）の拡大結像の方向か、縮小結像の方向への制御のた
めに設けられる。各対の検出器には基体上の直線状マー
クが関連し、マークの２つは互いに基体上で一列に配置
され、そして第３マークは角度をもって上記２つの一列
のマークに対して直角に配置され、更に第４マークは第
３マークに平行であるが、該マークに対して若干ずれて
基体上に配置してある。両方の互いに一列に配置された
マークの間の対称線上に第３マークが位置されており、
かつ直線状マークは断面がＶ字形の金属溝に形成してあ
る。
夫々１つの直線状マークに関連している２つの検出器
は、夫々のマークの別々の側で追加のマークから出る小
部分（Teilchen）の流入領域の外側に配置され、１対の
検出器に夫々付属する参照ブロック上のマークの小部分
のみがこの１対の検出器により検出される。
参照ブロックとテーブルとの間の相対位置のコントロー
ルは２つの方法で行われる。
（ａ）参照ブロックに設けた追加のマーク間の、ウエハ
ーでのそれに関連する対応マークに対する一致位置での
エラーが露光の間続いて検出されるエラーの限界を下回
るようなテーブルの補正運動に変換される。
（ｂ）参照ブロックに設けた追加のマーク間の、一致位
置はウエハーのそれに関連するマークに対しては露光等
の光学アライメント装置を介して導き出される。本例に
おいては、露光の間のウエハー位置のコントロールはイ
ンターフエロメータ、特にレーザーインターフエロメー
タにより行われ、該インターフエロメータによりテーブ
ルの調節装置が制御される。
テーブルにはイオン投射装置の光学軸に対し垂直な面の
互いに２つの方向への位置調節のための調節装置、更に
前記光学軸のまわりのテーブルの回転のための調節装置
及びテーブルの高さの調節のための調節装置が設けてあ
る。インターフエロメータにより制御される補正運動に
より露光前に参照ブロックとテーブルとの間の光学アラ
イメント装置を介して調節される相対位置が保持され
る。
マスク構造の像の光学軸のまわりの回転のため回転テー
ブルが設けられ、該回転テーブルは座標テーブル（Ｘ方
向とＹ方向の運動）を担持するか、又は座標テーブル上
に配置される。回転テーブルはモータにより作動され、
該モータはＸ方向とＹ方向の整列のため並びに角度調節
θのため制御される。光学軸のまわりのマスク構造の像
の回転はマスクの光学軸のまわりの回転により作用調節
（bewerkstellight）される。マスクの駆動はモータに
より伝動装置を介して行われ、モータはＸ方向およびＹ
方向の整列のため並びに角度調節θのための制御装置に
より制御される。
本発明の別の実施形態では、参照ブロックの追加のマー
クとこれに対応するウエハーの対応マークの一致位置の
ずれの確定のための光学装置は、テーブルのための調節
装置とではなく多極及び軸方向磁場発生装置のための制
御装置と連結されている。光学装置は参照ブロックとウ
エハーでのマークの一致位置のずれに依存してイオン光
学的光線路の影響を許容する。この例では、テーブルが
ウエハー上のマークが単に与えられた量より小さい量だ
け、例えば１μｍより小さい量だけ目標位置からそのマ
ークに関連する参照ブロックの追加のマークに対してず
れる（粗整列）位置にもたらされるように行われ、それ
によりインターフエロメータがテーブルの調節装置を作
動し、少なくとも作動状態での露光の終わるまで保持さ
れる。そしてインターフエロメータの作動後露光前に光
学的アライメント装置により確定された参照ブロックに
設けた追加のマークの一致位置でのずれがウエハーのそ
のマークに関連する対応マークに対してイオン光学的に
補正され、しかも（機能的に）予め与えられた光学的に
確定されるずれと、このずれを補正するためのイオン光
学装置への作用大きさとの間の関連で補正されて露光が
行われる。この方法においては、先ずテーブル上の所望
のウエハー位置への粗整列が行われ、その後インターフ
エロメータの作動によりテーブル位置が参照ブロックに
対して保持され、光学的に確定されるウエハーと参照ブ
ロックとの間のずれはイオン光学的に補正される。基本
的には、光学的に設定されるずれとこれに対して必要な
イオン光学装置への作用（Ｘ方向とＹ方向への光線の補
正と軸方向磁場の大きさの補正と投射レンズでの電圧の
補正とのための多極の付勢）との間の機能的関連〔較正
曲線（Eichkurve）〕が確定される。露光が行われた後
二次曲線のための検出が行われ、マスクのマークは再び
参照ブロック上のマークと一致せしめられ、新たなウエ
ハーの露光のため参照ブロックに対して新たなテーブル
位置の獲得のためインターフエロメータが非作動状態に
変換される。
露光時間が長い場合には、ウエハーの露光は段階的に行
うことができる。すなわち１つの同じウエハーを同じマ
スクを使用して少なくとも１つの他の工程で露光するた
めに、少なくとも１つのさらに他の露光が続き、２つの
連続する露光の間に先ずマスクのマークの結像が参照ブ
ロックに整列され、その後検出器が非作動状態に切り換
えられ、イオン光学的装置がウエハーの関連するマーク
に対する参照ブロックの付加マークの光学的に設定され
たずれに応じて補正され、その後再度露光が行われる。
正確さを高めるため、露光の間、較正曲線に応じてイオ
ン光学的補正を、参照ブロックの付加マークとウエハー
上のマークからの光学的に設定されたずれをもつ「オン
ライン」で行わせることができる。
ウエハー露光工程の間マスク像の参照ブロックに対する
（検出器による）安定化が保持され、また参照ブロック
に対するテーブル位置もコントロールされそしてテーブ
ルの位置のずれのために補正される。このことは本発明
によれば参照光線が時間的に変化可能な領域の影響下に
おかれることにより実行される。即ち、下記の瞬間値が
安定された参照ブロックに対して動かないマスク構造の
像において検出信号に一致する目標電圧値と比較される
こと、偏向電圧の瞬間値と目標値との間の違いがイオン
光学的結像システムにより補正されることにより、マス
クのマークに関連するマークを含む参照ブロックの領域
にわたって特に一定の速度で往復動され、その際マー
ク、例えば穴を捺過する場合に検出器が参照光線のため
の時間的に変化する偏向電圧の一定の瞬間値が関連する
最大信号を供給する。この方法を実施するため本発明に
よる装置では、別の偏向ユニット、例えば８極が電気的
二重極として接続され、参照光線のためのみに設けてあ
る。この偏向ユニツトは固有のマスク構造から出る光線
には作用しない。参照光線の偏向（移動「Wobbeln」）
は例えば鋸刃状電圧により達成させることができ、該鋸
刃状電圧は電気的二重極として接続される８極に供給さ
れる。
像が参照ブロックに対して安定していると、参照ブロッ
ク上の追加のマークから該当する８極での時間的に変化
する電圧が一定の固定値U0を得るときはいつも最大信号
が得られる。逆に最大の追加のマーク信号を生じるΔU0
だけの電圧値の変化が参照光線のドリフトすなわち固有
の像と例えば距離Δｘだけの参照光線のドリフトを暗示
する。偏向電圧と偏向時間（例えば一定速度）の間、そ
して他方では偏向電圧と偏向距離の間の与えられた正確
に知られた関連のために光線のドリフトは時間測定によ
つても電圧測定によつても設定することができる。像安
定はイオン光学的補正ユニツト（多極、軸方向磁場、投
射レンズの電圧変化）により、追加のマークより生じる
検出信号がいつも同じ８極電圧U0においてもしくはいつ
も同じ時間間隔Δt0の後に最大であるように行われる。
光学的アライメント装置によりテーブル位置の参照ブロ
ックに対するずれが補正されるが、参照ブロックに対す
る光像位置はいぜんとしてコントロール下におかれる。
この場合、光学的アライメント装置からくるテーブル位
置の参照ブロックに対する変化を示す信号はすでに上記
のようにイオン光学的補正ユニツト用の信号に変形さ
れ、該信号はマスク構造の信号をウエハー上の該当する
構造と一致される。このことは当然参照光線の移動も生
じ、イオン光学的補正ユニツトの給電が連続されている
電圧U0の変化は像を参照ブロックに対し安定に保持する
ために生じる。しかし新しい電圧値U0は光学アライメン
ト装置からくる信号との明らかな関連にあるので、像安
定はコンピュータ制御で新しい値に調整することが可能
である。
予期しない時点にテーブルもしくはテーブル上のウエハ
ーへのイオン光線が達するのを避けるために種々のシャ
ツター（電気的、機械的）が色々な配置でイオン投射装
置内及び色々な形態で設けることができる。本例では機
械的シャツターが参照ブロツクと投射レンズとの間に配
置され、マスク構造の像も参照光線を絞るように形成さ
れる。機械的シャツターは往復動することができる、ま
た回転可能とくに円運動するように形成することができ
る。
機械的シャツターは又参照ブロツクとウエハーとの間に
組み込まれる。このようなシャツターは像のみを絞るが
参照ブロツク上の追加のマークをウエハーの関連する対
応マークと一致させるかどうかの光学的設定を阻害す
る。
参照光線のためのみの貫通部を有する機械的シャツター
は直接参照ブロックの上側に配置することができる。か
かるシャツターはマスクのマークを参照ブロックの関連
するマークに整列するための時定数が露光時間に対して
十分に小さくないときにのみ考慮される。その場合、整
列と露光は以下のような結果になる：シャツターの閉鎖
後マスクのマークが参照ブロックのマークに対して整列
が行われ、参照光線が通過するための開口部にシャツタ
ーが配置される。同様にテーブルはシャツターが閉じて
いる場合に新しい位置に動かされる。光学系により参照
ブロツクの追加のマークとウエハーの対応マークのずれ
が設定される。インターフエロメータはテーブルの参照
ブロツクに対する若干の動きを補正するために作動され
る。シャツターが開かれシャツターの開放時間の間イオ
ン像が設定保持される。光学系により検出されるずれの
補正は上記に示したようにテーブル位置調節又はイオン
光線への作用により行われる。
前記の全ての整列手段は1:1のイオン投射リソグラフイ
ーのためにも又縮小イオン投射リソグラフイーのために
も適している。
〔実施例〕
本発明の詳細を以下に図面について詳細に説明する。本
実施例においては、縮小イオン投射の場合について説明
する。図において１はマスクを示し、該マスクはイオン
源22からの光線路に配置してある。マスク１はイオン投
射装置により基体29上に結像されるべき構造部32を具備
する（第５図）。マスク構造部32の基体29への結像はマ
スク構造部32の像と基体29の上にすでに存在する像との
間の予め定めた相対位置が得られるように行われる。マ
スク１は図では誇張して大きく示してあるマーク11〜13
を具備する。このマーク11〜13は参照ブロツクとして作
用し、同様にマーク16〜18を具備する担持体の上に結像
される。マスク１のマーク11〜13の参照ブロツク２への
結像は参照ブロツク２のそれとそれぞれ関連するマーク
16〜18と一致せしめられる。
マスク１と参照ブロツク２の間の光線路には、制御装置
により作用を受ける静電多極、とくに８極３並びに光軸
のまわりの軸方向磁場発生装置４が配置してある。参照
ブロツク２は本例では基本（ウエハー）29に平行に配置
されている。参照ブロツク２は開口31を有する。この開
口31の大きさはマスク１の構造部のウエハー29上に生じ
る結像に応じて定められる。このように参照ブロツク２
に形成されたマーク16〜18は、像をウエハー29の上に結
像するイオン投射装置の光線路36の外側にある。
参照ブロツク２のマーク16〜18から出る二次光線のため
に検出器７〜10が設けられ、該検出器７〜10の位置と機
能は以下に説明する。
二次光線はマスク１のマーク11〜13を通り、参照ブロッ
ク２に投射する参照光線33から生じる。検出器７〜10の
信号は多極、とくに８極３のための及び軸方向磁場発生
装置４のための制御装置34へ供給される。参照ブロック
２の配置は光線の陰影付けが得られ、それによりウエハ
ー29下から来る光線による検出器７〜10の影響が除かれ
るという利点をもたらす。
参照ブロック２は追加のマーク19を備え、該追加のマー
ク19は例えば目盛格子（ruled grating）として形成さ
れる。ウエハー29には追加のマーク19に関連する対応マ
ーク20が、例えば上記と同様に目盛格子の形に形成して
ある。参照ブロック２の追加のマーク19とウエハー29の
対応マーク20の一致位置でのずれが存在するかどうかを
確定するため、光学的装置21が設けられる。一致位置で
のずれが確定されると直ぐに、この位置ずれを補正する
ステツプが導入される。このため、光学的装置21はウエ
ハー29を固定しているテーブル30の動きを制御する制御
装置35と接続され、したがって、光学的装置21の信号は
制御装置35に送られる。テーブル30は２つの互いに直交
する方向に動かすことのできる座標テーブルである。制
御装置35は次いでテーブル30を動かすモータを制御す
る。
光学的装置21は静電多極３及び軸方向磁場発生装置用の
制御装置34に接続してある。この場合、追加のマーク19
と対応マーク20の一致位置での誤差の大きさに依存して
投射光線36の位置及び参照光線33の位置が変えられる。
インターフエロメータ37は参照ブロツク２とテーブル30
との間に配置してある。インターフエロメータ37はテー
ブル30が参照ブロック２に対して相対運動を生じた場合
に信号をテーブル30の制御装置35に供給し、テーブル30
を位置戻しのために動かす。
第２図の装置においては、参照光線33の光線路に偏向ユ
ニツト38、例えば電気二重極として８極が接続してあ
る。この８極の配置により像移動によるオンライン整列
（Alignment）の間、イオン光学的結像特性の変化、す
なわち例えば像のドリフト（Abdriften）が電圧変動に
制限されて、例えば加速線で補正するようにすることが
できる。この場合、参照光線33は整列および露光工程の
間続いて参照ブロック２のマーク16〜18により移動（Wo
bbeln）され、例えば鋸刃電圧を偏向ユニツト38に印加
するこにより移動される。マスク構造部32の固有の像を
生じせしめる投射光線36は偏向ユニツト38の影響を受け
ない。偏向ユニツト38に鋸刃電圧を印加する場合、テー
ブル30が参照ブロツク２に対して正確に整列され、すな
わち光学的装置21が信号を送らないときに生じる仮想さ
れた関係が第３図に示してある。ここにおいて、０と認
められる目標電圧U0において、参照光線33は正確に参照
ブロック２のマーク16〜18の上にある。参照光線が走行
する距離Ｓは最大電圧Umaxと最小電圧Uminとの差により
定まる。
例えば第４図に示されたブロツク回路は、如何にイオン
光学的補正要素（静電多極８および軸方向磁場発生装置
４）が制御されるかを示す。即ち、イオン光学装置の安
定化のためには参照ブロツク２のマーク16〜18に対する
検出器７〜10（検出器７のみが図示してある）を介し
て、又参照ブロツク２に対するウエハー29の移動の補正
のためには光学的装置21により夫々制御されるかが示し
てある。ユニツトＡはいつも検出器７より送られる計数
率（Zahlrate）に比例する電圧が最大である時は常に８
極３に印加する電圧を測定し、この電圧U(Zmax)ユニツ
トＢに送る。このユニツトはU(Zmax)を目標電圧U0すな
わち８極３の目標値と比較し、８極では参照光線33が理
想的に整列されたテーブル30において参照ブロツク２に
関連するマークを捺過（uberstreichen）する。測定さ
れた差はイオン光学的補正要素のための適当する信号に
変換されるので、参照ブロック２のマークの捺過は再び
目標電圧U0において行われる。光学的装置21がウエハー
29の参照ブロツク２に対する移動を測定すると、適当す
る信号がユニツトＣに伝達され、該ユニツトＣはこの信
号を光学的補正信号に変換し、この補正信号により全イ
オン光線、すなわち又参照光線33から形成される成分が
偏向されるか、旋回される参照光線33は目標電圧U0にお
いて関連する参照ブロック２のマークを捺過するのでは
なく、U0＋ΔU0において捺過し、その再ΔU0光学的装置
21により定められる。ユニツトＢとＣから生じる信号は
ユニツトＤに加えられ、イオン光学補正要素に送られ
る。
イオン光線の影響によりマスク１のマーク11〜13（第５
図）は参照ブロツク２の上の存在するそれぞれ関連する
マーク16〜18と一致される。該装置は第５図に詳細に示
されるように、マスク１と参照ブロツク２との間の光線
路に静電多極３を有し、この多極３は図示された実施例
では８極として示してある。更に光線路には光学軸５の
まわりに軸方向磁場発生装置４が配置してあり、別に印
加される電圧に関して抑制可能であり、従って結像倍率
を投射レンズ６に印加される電圧の変化により変えるこ
とができる投影レンズ６が配置してある。マスク１と多
極３との間には更に液浸レンズ（Immersionslinse）23
が存在する。
第15図に更に詳細に示されるように、検出器７〜10はマ
スク１のマーク11〜13の参照ブロツク２への投射の際に
参照ブロツク２のマーク16〜18から出る二次光線に一致
する電圧を送る。検出器７〜10はその際２により割るこ
とのできる数で設けられる。図示した実施例では全部で
８個の検出器が二次光線のために設けられ、そのうち、
２対の検出器７、８は多極３の制御のために作用し、１
対の検出器９は軸方向磁場発生装置４の制御のために作
用し、さらに検出器９は多極３のための検出器７、８の
うち１対の検出器８と連合して軸方向磁場発生装置４を
制御のために作用する。１対の検出器10は投影レンズ６
に送られる電圧を制御するので、この電圧の変化により
マスク１から参照ブロツク２への構造部の結像の拡大又
は縮小が行える。
多極３の制御により光線をＸ方向もしくはＹ方向に偏向
することができる（第５図）。また、検出器は電子装置
（第13図）により捕捉される電子に応じて制御電圧U0を
生じる市販の電子増速管（Elektronen Verviefacherkan
ale）とすることもできる。各検出器７〜10は参照ブロ
ツク２の上の直線状のマーク16〜18が関連する。２つの
直線状マーク16が参照ブロツク２の上で互いに一列に配
置され、第３の直線状マーク17が両方の互いに一列をな
すマーク16に対して直角に配置され、第４の直線状マー
ク18が第３の直線状マーク17に平行であるが、該マーク
17に対して横にずれた状態で参照ブロック２上に配置し
てある。マーク17は互いに一列のマーク16の間の対称線
の外側にあるマーク18が、マスク１のマーク13の関連す
る像と一致しない場合には結像の単なる倍率偏向により
一致させることができる（第11図、第12図）。
参照ブロツク２上のマーク16〜18の配置は第９図〜第12
図もしくは第15図により明らかに認識することができ
る。参照ブロック２上のマーク16〜18は図示の実施例で
は断面Ｖ字状の溝として形成される。
第７図と第８図とを組み合わせて第６図により、光線が
Ｖ字状溝として形成されたマーク17を経てＸ方向に案内
されるときに生ずる状況が明らかにされている。光線の
幅ｂはほぼ１μｍとすることができる。光線のＸ方向の
運動は第６図ではＩとIIの１対の検出器８による検出が
示してある。光線のＸの正方向への移動の際には位置X1
でマーク17の作用が開始し、位置X2＋ｂで終わる。
イオン光線の移動中に検出器ＩとIIにより得られる二次
光線に対する量である電圧は第７図に明らかにされてお
り、しかもその際、検出器IIのための電圧経過は破線で
示され、検出器Ｉのための電圧経過は実線で示してあ
る。電圧UIとUIIの差ΔＵは第８図から明らかである。
第13図を参照すれば明らかなように、１つのマーク例え
ば第15図のマーク16に関連している夫々の検出器から形
成される電圧信号が、例えばＸ方向への偏向のための制
御電圧U0に如何に変換されるかが明らかとなる。検出器
Ｉ、IIから与えられるパルス信号は増幅され、ディスク
リミネータ26により矩形パルスに変換され、次いでレー
トメータ（例えばインテグレータ）でパルスレートに比
例する電圧に積分される。インバータ28は検出器（検出
器Ｉ）から生じる電圧が負の値に反転するので、オペア
ンプ25は両方の検出器Ｉ、IIより送られる電圧の差でト
リガーされる。オペアンプ25による送られる電圧U0は複
数のマークのうち信号を生じているマークに応じて、軸
方向磁場発生、投射レンズ６の制御のための多極３の制
御のために使用される。
第14図は、いかに電圧U0が８極に印加され、それにより
８極がＸ方向への偏向を誘起するかを示す。一般に同時
にまたＹ方向にも偏向されるので、同時に適当するマー
ク（第15図のマーク17および第９図のマーク12）に関連
する検出器が信号UYを送るときはいつもＹ方向に偏向さ
れるので、両方の信号U0とUYは適当な回路を介してベク
トル状に加えなければならない。発生する総和電圧は８
極の対応する極に送られる。オペアンプ25から送られる
電圧U0は投影像の回転に作用するコイル14に電流を生じ
させるため及び倍率補正を行う投射レンズ６の制御のた
めに使用される。
第９図ないし第12図から、如何にしてマスク１上にある
マーク11〜13を参照ブロック２のマーク16〜18の上への
投射を行うかが明らかである。しかもその際、夫々マス
ク１のマークの投射は破線で示され、マーク１の関連ス
リツトはどのようであるかというように示される。その
際、マスク１のスリットは絶対的に夫々単一のスリット
として形成する必要はなく、１つのスリツットは又マス
ク１の多くの互いに一列の貫通穴により形成することが
できる。従って、第９図〜第12図のマーク11〜13で示さ
れるように結像が生じる。
第９図は、参照ブロック２の上にマーク16〜18とマスク
１のマークの結像11〜13との相対位置が図解してあり、
それに応じてＸ方向への調節が行われる。
次いで、第10図は参照ブロックへの投射像の回転後に如
何に位置が調節されるかの位置を再現するものである。
マスク１のマーク11の像は参照ブロック２のＶ字形マー
ク16の溝底と重なることが示されている。マスク構造部
の投射された像のＹ方向への移動が行われると、この移
動によりウエハー29のマーク16に関連する検出器は影響
を受けることがない。すなわち像の個々の方向への運動
は互いに連結解除するすることが示されている。
次いで、第11図はＹ方向に行われる調節後の位置を示
す。マスク１のマーク13の像は参照ブロック２のＶ字状
溝17の底に位置する。一般にマスク１の１つのマークの
該当する像と重ならない単一のマークは、マーク18であ
り、該マーク18はマーク17に対して平行ではあるが、マ
ーク17に対して横に対称線がずれて配置されている。マ
スク１のマーク12の像を参照ブロック２のマーク18の底
に合わせるためには、投射レンズ６に印加する電圧の変
化により行われる倍率変化が必要である。
倍率変化が行われた後の位置は、第12図から明らかであ
る。第12図は前もって既にＸ方向及びＹ方向の調節並び
に回転及び倍率偏向を行った後、マスク１のマーク11〜
13の参照ブロック２への結像が、参照ブロックの直線状
マーク16〜18と重なり、マスク１の投射されたイオン像
が正しく参照ブロック２の上に整列されていることを示
す。
参照ブロック２の夫々１つの直線状マーク16〜18に関連
する検出器７〜10は夫々のマークの違った側にあり、関
連するマークの小部分だけが捕捉されることが確保され
ている。
マスク１のマーク11〜13の参照ブロック２のマーク16〜
18への整列が終わると直ぐに、即ち第12図に相当する位
置に達すると、電流と電圧がホールド回路により設定保
持され、それにより得られた位置が安定化される。
第16図はθ補正のためウエハー29に対しマスク構造部を
回転するための機械的装置を示す。本例においては、機
械的装置が歯車伝動装置40、41として形成されている伝
動装置を介して回転し、歯車伝動装置の歯車40はモータ
M3により作動され、該モータは多極３用及び角度補正θ
用の制御装置34により制御される。
第17図と第18図より角度補正θ（マスク構造部の像の回
転）の実施のための回転テーブルT1が設けられる。回転
テーブルT1はモータM3により双頭矢印Ｐの方向に制御装
置34から供給される信号に応じて旋回される。第17図に
示す実施例では回転テーブルT1は座標テーブルＴを担持
し、第18図に示す実施例では回転テーブルT1は座標テー
ブルＴの上に支持してある。
第20図を参照すると、回転シャツタ54及び第19図の光学
コラム68の前に位置決めされかつ８本のビームの通過を
許容するマスク回転体52が設けてある（回転シャッタは
第19図に略示される）。マスク回転体52および回転シャ
ツタ54はイオン源62からの光軸Svに沿って観察される。
この実施例においてはマスク回転体52は、例えば機械の
ゆがみを測定すべくメトロロジモードにおいて所定位置
に置かれるメトロロジマスクを加えた全パターンを形成
する４個の補完マスクを保持する。マスク回転体52は光
学コラム68の軸線に入るように回転され、光学コラム上
の所定位置にあるとき別個の機構（図示せず）が第１レ
ンズの後壁にマスクを締めつける。マスクの位置の反対
には、他のマスクを保持する真空ロツク室及びこの回転
体（図示せず）からマスクをロードおよびアンロードす
る機構を備えてもよい。１組のマスクが一旦アンロード
されると真空源はその組を主室から絶縁して使用されか
つその組は移動されて他の組と置き換えられる。
回転シャツタ54は露光時間を制御するのに使用され、マ
スクを被覆しかつ露光を阻止するシャツタ位置56および
マスクが完全に露光されるシャツタ位置58がある。回転
シャツタ54の周辺スロツト60は第20図に示される。これ
らは上記に説明したようにマスク中央ダイフイールドを
露光なしに発生するビーム配列（アライメント）機能を
許容する。例えば中央ダイフイールドの露光の直前に、
シャツタはマスク内の３対の配列マークがスロツトを通
じてビームを露光するように位置決めされる。これは５
個の配列ラメータ、即ちウエハー平面におけるＸ及びＹ
並進、回転θおよび倍率、検出器から生じる信号を有す
るMx及びMy及び他のビーム信号の精度の測定としてエラ
ー信号を供給するのに使用する第６基準ビームを決定す
るのに十分である。一旦これらのパラメータが確立され
ると露光を開始することができる。露光の間中のある点
において、シャツタの回転の間中、前記３対の配列マー
クの１つの対は露光が終了されるとき配列が露光を通し
て正しく保持されるように配列マスクの他の対に関して
交換される。
第19図はイオン投影リトグラフイー装置の好適な実施例
が示してある。主構成要素は順次、イオン源62、ソレノ
イド64、マスク回転体66、光学コラム68及びターゲツト
ステーション70である。イオンはイオン源62から発生さ
れ、かつ所望のイオン種類、本例においてはヘリウム
を、イオン源62から発せられる他のビームイオン種類か
ら分離するため、ビーム72を分析する２重コイル構造の
ソレノイド64を通過せしめる。イオン源62は該イオン源
に発生より発生されるイオンを加速するためイオン源に
関連して負の電位において作用する抽出器板74と、電子
を反発する追加の電圧を印加して光学コラム68への電子
の侵入を禁止するためイオン源に対して負の電位におい
て抑制する抑制器板76を含んでいる。上記の抽出器板74
に続いて光学コラム68の軸線に対して適切な配列のため
のイオン源全体の摺動運動を許容するイオンＸ、Ｙ配列
板78が設けてある。ソレノイド64の２つのコイル80、82
はビームがソレノイド64を通過する結果としてその軸線
のまわりに回転されるのを防止するため、イオンに作用
する磁気励起を回転するカウンタを設けるように夫々反
対に巻回される。ソレノイド64はビーム72がマスク回転
体66に衝突する角度を減じ、かくしてイオンビームの立
体（ソリッド）角度を減じることにより、より大きなフ
ラツクスがマスク84に衝突し、開口を通って光学コラム
68に導入される。この角度の減少はマスクが厚さを有し
かつそれのチャンネルが非常に狭いため重要であり、入
射角の減少はマスクの厚さにより発生する陰影の量を最
小にする。ソレノイド64のコイル80内にはマルチポール
アレイからなる電気シャツタ86が設けられ、これはダイ
ポールフイールドを使用するコラム軸線からビームを偏
向するような電気シャツタとして作用するように設けら
れる。電気シャツタ86はまたＸおよびＹ方向において
（ビーム軸線に対して垂直な平面において）イオン源ビ
ームにおける倍率を調整し、それによりイオン源62の楕
円形のひずみを補正する四重極フイールドを適用するこ
とができる。また、この領域に設けられるのは、イオン
源62の取り換えあるいは修理の間中、イオン源62から密
封されるような光学コラム68を許容する真空絶縁バルブ
144である。線量（dose）モニタ128はソレノイド64を越
えて位置決めされ、ビームの外周はモニタ128の既知の
区域に衝突しかつ誘起された電流が測定される。この方
法において光学コラム68を通るビームのフラツクスが導
き出されかつ付与されるレジストに要求される露光時間
が決定される。
線量モニタ128に続いてビームは第19a図に明瞭に示され
るマスク回転体66に続く。マスク回転体66はその１つが
示される回転円板上の補完組のマスク84を含んでいる。
各マスクは圧電変換器92によって駆動される押圧ロツド
90の直線運動に応答してダイパターンの回転を許容する
屈曲マウント88に取り付けられる。マスク84の回転かつ
±500マイクロラジアン程度のダイパターンの回転は後
述されるビーム配列（アライメント）装置に応答して制
御される。マスク回転体66に先行して露光シャツタ54及
びマスクの冷却シリンダ94が配置してある。ビーム軸線
のまわりに延在しかつ中心コイル96を通って循環する冷
却剤によつて冷却されるシリンダ94はマスクを放熱的に
冷却する。シャツタ54がマスクからのビームを遮断すべ
く位置決めされる時、それは同時に冷却シリンダ94の放
熱性冷却作用を遮断する。
更に詳しく説明すると、ビームはソレノイド64によつて
僅かに偏向されるその角度でマスク84を通過し、大径の
加速アインツエルレンズ112に入る。公知のアインツエ
ルレンズ112は３本の電極のレンズである。本例におい
ては第１電極102及び第３電極104は堅固な金属シエルの
コラムエンベロープから一体に形成されかつ等電位にあ
る。第２電極106は異なるイオン加速電位にある。１対
のフイールド制御開口110はその電界を切さいするよう
に第２電極106の両側に形成され、それによりかかる電
界が発性することが知られているひずみの影響を回避す
る。
ビーム軌道は、収束されかつ加速アインツエルレンズ11
2とギャツプレンズ114との間に、イオン源のクロスオー
バまたは画像を形成するように加速アインツエルレンズ
112によつて変化され、ギャツプレンズ114は順次イオン
を加速してターゲツト116（第19図）にマスク84の画像
を形成する。周知のようにギャツプレンズ114は電位差
において第１および第２電極を有する２電極レンズであ
る。ギャツプレンズ114の第１電極118は堅固なシェルの
一体部分であり、第２電極130は前記シェルの端部に配
置された絶縁ブツシュ132である。略示されたビーム軌
道によつてギャツプレンズ114は光学コラムの軸線に対
して実質上平行に伝わるイオンのビームを形成し、該ビ
ームがタゲツトすなわちウエハーに衝突するときマスク
の画像を形成する。この型の装置はテレセントリツクと
呼ばれる。加速アインツエルレンズ112がイオンの交差
部を形成する位置近傍にマルチポール（多重極）構体17
4が設けてあり、該構体174は好ましくは適宜のダイポー
ル（二重極）フイールドの印加によりＸ、Ｙ平面（即ち
ターゲツト平面）においてビーム位置を変化する２つの
連続するマルチポール120及び122からなる。２つのマル
チポール120及び122への大きさは等しいが信号が反対で
あるダイポールフイールドの印加により、ビームはその
元の通路からオフセツトすることができるが、それに対
して平行のままである。これらの偏向の大きさは配列ビ
ームから発生された信号に応答してビーム配列装置によ
つて制御されかつ例えば＋／−５ミクロンにすることが
できる。マルチポールは好ましくは第19c図に示すごと
く16個の屈曲マークからなるアレイであり、これは通常
のロツドより筒状面により近似しかつ16極フイールドま
で偶数倍にされるフイールド（例えば二重極、四重極、
八重極等）を発生するのに使用される。本例において、
より高次のフイールドが装置のヒズミを補正するのにプ
リセツトされ、一方偏向用のダイポールフイールドが重
ね合わされる。
マルチポール構体174は、ソレノイドに関連してウエハ
ーに映すのに所望される質量のイオンを選択するのに役
立つ質量選択開口124に密接して追随される。開口124及
びギャツプレンズ114の下流のフイールド領域には四重
極フイールドを発生するための多重極構体126が互いに
反対のＸ（Mx）およびＹ（My）方向において画像の相対
的倍率を偏向するのに設けられる。例えば、Ｘ方向の倍
率が小さくなるならば、Ｙ方向における倍率は大きくな
る。それ故、この要素は画像面におけるウエハーの僅か
な傾斜のごときエラーを補正するためにＸとＹ間の倍率
差に微調整を行うように使用される。倍率の絶対的調整
のため、主レンズ電圧は如何の如く使用される。
第19図の実施例において、四重極構体126は第19c図に示
されるように16個の屈曲アークからなるアレイであり、
かつ±５×10-4の係数によりMx及びMyにおいて変化する
ため配列リングまたはウエハーにおいてバックスキャッ
タリングされた電子によつて発生される信号に応答して
ビーム配列装置で制御される。イオン投影リトグラフイ
ー装置のレンズ系に続いている四重極を使用するMx及び
Myの微分制御が第19図に示される実施例の外に他のレン
ズの組合せにおける利用を見出すようなことは当業者で
あれば明らかである。
この実施例においては、ビームがウエハーの衝突する直
前に、配列ビームスキャナ及び検出器136が配置してあ
って、ウエハーに形成される画像の位置をモニターしか
つ誤配列が検出される範囲まで光学要素の正しい作用を
誘起するような信号を発生するのに使用される。
第19b図は検出器136が詳細に示してある。ビーム148は
中空の絶縁部材またはシールド152の外側に通過するこ
とにより検出器136において主ダイフイールド150から分
離され、主ダイフイールド150は図示の如くその中心を
通過する。ビーム148は走査板154上に発生されたダイポ
ールフイールドの印加によりダイフイールドから分離し
て走査される。ビームはウエハー138上の基準マーク156
を横切つて走査される。基準マーク156に衝突するビー
ムから生起するバックスキャッタリングされた電子は検
出器158によつて検出される。なお、この検出器158は前
述のごとくチャンネルトロン又はエレクトロン増幅器で
あってもよい。検出器158は第19図ｂに単一のみが示さ
れるけれども、１対の検出器が各配列マーク毎に設けて
ある。検出器158からの信号がウエハー138上のダイフイ
ールド150の位置を位置決めするのに使用される。ま
た、その信号に応答して補正フイールドはイオン光学要
素によつて印加されてもよく又フイールドの回転はマス
ク84の回転によつて調節することもできる。
第19図に戻って、ウエハー138は台140に取りつけられ、
該台140はウエハー138が正確にＸ、Ｙ（ウエハー平面図
において）及びSv（光軸に沿って）方向への運動を許容
するので、ウエハー138を一方の位置から他方の位置へ
ステツプさせる。画像パターンの複製をウエハー138上
の種々の位置において形成することができる。更に光軸
に沿うウエハーの位置は調整することができる。
第19d図には第19図の実施例に使用される電源のブロツ
ク図が示される。イオン源62は例えば０〜10kvから抽出
されたイオンの加速電位を変化することができるソース
抽出供給器176により抽出器板78に関連して正の電位に
保持される。抑制供給器178は電子を反発するためイオ
ン源に関連して負の電位に制御器板76を保持する。
第１電源180は第１電極102及び第３電極104に関連して
アインツエルレンズ112の中間電極106に負電位を印加す
る。イオンの正味エネルギーはそれ故アインツエルレン
ズ112の一般的な特徴であるようなこのレンズによつて
影響されない。アインツエルレンズ112の第１電極102及
び第３電極104及びギャップレンズ134の第１電極はイオ
ンコラムの堅固なシェルの一体構成でありかつ図示の如
く第２電源182から正電位を受容する。
ギャツプレンズ134を横切る電位は絶縁体132によつて光
学コラム68から絶縁されるギャツプレンズ134の第２電
極130に第２電源182の負端子を接続することにより供給
される。ギャツプレンズ134は光学コラム68の出口前の
正のイオンを加速する。
静電レンズの焦点距離は、それらの電極間の電位差の函
数として変化しかつレンズの後方のある位置での画像の
倍率を変化させることができる。第19図の実施例におい
て、２つのレンズの形状、ターゲツト116での画像の倍
率は第１レンズの焦点距離に対する第２レンズの焦点距
離の比または各レンズ上の電圧比、すなわちV1/V2の比
に等しい。第１及び第２レンズの電圧比を選択すること
により、全体の倍率を選択することができる。更に、レ
ンズに印加される電圧比が比例して増大されるならば、
焦点距離もまた比例して増大されるが倍率は変化しな
い。しかしながら、この調整は後述するように２つのレ
ンズのひずみに影響を及ぼすため、レンズ電圧の変化は
ひずみ及び倍率用の精密同調手段を設ける。この精密同
調のため、第１電源180及び第２電源182はそれぞれ補助
電源184及び186を備え、これらは好ましくはコンピュー
タ制御下にあり、かつ数パーセントだけのレンズ電圧の
変化のため配列ビームによつて発生される信号に応答し
て調整される。
第21図には第19図に示した実施例に使用された配列方法
のブロツク図が示してある。上述した如くウエハー及び
／又は参照ブロツク上に存する配列マーク156から発生
されるバツクスキャッタリング電子はマークの上に位置
決めされた検出器158で検出される。検出器158によって
発生される信号S1は補正信号発生器160に供給される。
補正信号発生器160は、第19b図に示した走査板154によ
って走査されるビームの走査位置を代表するビーム走査
装置162からの信号S2を受信する。補正信号発生器160は
信号S1及びS2を処理することによりダイフイールドの配
列（アライメント）のずれを検出しかつ適宜な補正信号
S3を発生する。補正信号S3は順次適宜に配列されたダイ
フイールドのための適宜な補正作用を加えるべく種々の
補正要素用のコントローラに向けられる。補正要素コン
トローラにはｘ、ｙ変位用のマルチポール164、微分Mx
及びMy用四重極166、ギャツプレンズ114用補助電圧供給
及び標準化された倍率の補正用のアインツエルレンズ11
2の中間電極用のコントローラ及びマスク制御用のマス
ク回転変換器用のコントローラを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る装置の第１の実施例を簡略化して
示す図、第２図は第１図に対して変更を加えた装置の
図、第３図は第２図の細部についての略図で時間の函数
としての参照光線の偏向装置を制御する電圧及び同様に
時間の函数として参照光線の偏位を図示した図、第４図
はブロツク回路図、第５図はマスクのマークが参照ブロ
ツクに関連して設けられたマークと一致させることがで
きる手段を明らかにするための第１図の詳細図、第６図
は参照ブロツクのマークに照射された光線束の二次光線
を受け入れるための測定装置の略図、第７図は参照ブロ
ツクのマークに関連している検出器で捕捉される電圧に
応じて示すグラフ、第８図は電圧差を示す線図、第９図
〜第12図はマスクのマークと参照ブロツクのマークとの
投射間の色々の位置を誇張した拡大図、第13図はイオン
光源の制御手段を明らかにするブロツク回路図、第14図
は多極の極を制御する例を示す図、第15図は参照ブロツ
クについての検出器の配置図、第16図は第１図に対する
マスク構造部の像を回転する機械的装置を持った変形例
の図、第17図は同様にウエハー上のマスク構造部の像を
回転する機械的装置を有する第16図に対する変形例の
図、第18図はマスク構造部の像を回転する機械的装置を
有する別の実施例の図、第19図はイオンビーム軌道及び
他のイオンビームリトグラフイー装置の内部構成を示す
切欠き図、第19a図は第19図に示した光学コラム領域の
拡大図、第19b図は第19図の配列ビームスキャナ及び検
出器の拡大概略図、第19c図は第19図のマルチポールへ
のイオンビームの侵入を示す概略斜視図、第19d図は第1
9図に使用される電源の概略ブロツク図、第20図は第19
図の実施例のマスク回転体及びビームシャツタを示す概
略図、第21図は第19図に示した実施例に使用された配列
方法のブロック図である。 符号の説明 １……マスク、２……参照ブロック、３……多極、４…
…軸方向磁場発生装置、７〜10……検出器、11、12、13
……マーク、16、17、18……マーク、19……追加のマー
ク、20……対応マーク、21……光学的装置、29……ウエ
ハー、30……テーブル、33……参照光線、34……制御装
置、35……テーブル運動用制御装置、38……偏向ユニツ
ト、M3……モータ、40、41……伝動装置、T1……回転テ
ーブル、Ｔ……座標テーブル、54……シャツタ、62……
イオン源、64……ソレノイド、66……マスク、68……光
学コラム、70……ターゲツトステーション、138……タ
ーゲツト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス レッシュナー オーストリア国、Ａ‐1190 ウィーン フ ェガガッセ ６／２ (72)発明者 エルンスト ハムメル オーストリア国、Ａ‐1190 ウィーン ト ラクルガッセ ６／25 (56)参考文献 特開 昭54−98578（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−119000（ＪＰ，Ａ)

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マスク（１）がマーク（11〜13）を具備
    し、該マーク（11〜13）が同様にマーク（16〜18）を具
    備する担持体上に結像され、制御装置により制御され
    る、とくに８極である静電電極（３）と、マスク構造部
    の像をイオン光軸のまわりに回転する像回転調整装置
    と、結像倍率を補正する装置とが光線路中に配置されて
    おり、光線を制御することにより、前記のマスク（１）
    のマーク（11〜13）が担持体上に結像され、それぞれの
    対応するマークと重ねられて、マスク（１）上にある構
    造部をウエハー（29）へ結像せしめる際の位置決めを行
    うイオン投影リトグラフイー装置において、前記マーク
    （16〜18）の担持体が、ウエハー（29）に対して予め与
    えられた位置で、しかも空間的にウエハー（29）から分
    離され、該ウエハー（29）に平行に配置された参照ブロ
    ック（２）であり、該参照ブロック（２）が前記ウエハ
    ー（29）に生じせしめるマーク結像の大きさに相当する
    開口（31）を有し、かつ前記マーク（16〜18）が前記ウ
    エハー（29）上に像を生じさせるイオン投射装置の光線
    路の外側に配置され、前記参照ブロック（２）のマーク
    （16〜18）から出る二次光線用、とくに二次電子用の検
    出器（７〜10）が設けられ、前記二次電子が前記マスク
    （１）のマーク（11〜13）を通過する光線（33）より出
    ており、前記検出器（７〜10）の信号が静電多極（３）
    用及び軸方向磁場発生装置（４）用の制御装置（34）及
    び前記マスク構造部の像を回転する像回転調整装置並び
    に1:1の影投射においてテーブルの高さ位置を変える機
    械的装置として形成されている倍率補正装置（35）に供
    給されることを特徴とするイオン投影リトグラフイー装
    置。
  2. 【請求項２】参照ブロック（２）が該参照ブロックに関
    連して前記ウエハー（29）を位置決めするのに使用する
    追加のマーク（19）を備え、前記ウエハー（29）には参
    照ブロック（２）に設けた追加のマーク（19）に対応す
    る対応マーク（20）が設けられ、光学的装置（21）が参
    照ブロック（２）の追加のマーク（19）及びウエハー
    （29）の対応マーク（20）の一致位置でのずれを検出す
    るために設けられていることを特徴とする請求項１記載
    の装置。
  3. 【請求項３】参照ブロック（２）の追加のマーク（19）
    とウエハー（29）の対応マーク（20）の一致位置でのず
    れの設定のために設けられた光学的装置（21）は前記ウ
    エハー（29）が固定されているテーブル（30）の運動用
    制御装置（35）と連結され、かつ光学的装置（21）の信
    号がテーブル運動用制御装置（35）に供給されるように
    したことを特徴とする請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】追加のマーク（19）と対応マーク（20）の
    一致位置でのずれの確定のための光学的装置（21）が静
    電多極（３）用の制御装置（34）及びマスク構造部の像
    回転調整装置に連結されることを特徴とする請求項２記
    載の装置。
  5. 【請求項５】参照ブロック（２）に対するテーブル（3
    0）の位置変化を設定するために干渉計（37）、とくに
    レーザ干渉計が設けられ、かつまたテーブル（30）の運
    動用制御装置（35）が前記干渉計（37）により制御可能
    であることを特徴とする請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】参照光線（33）の光線路に偏向ユニツト
    （38）、とくに電気的二重極として８極が接続されてい
    ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに
    記載の装置。
  7. 【請求項７】マスク構造部の像回転調整装置が軸方向磁
    場発生装置（４）として形成されていることを特徴とす
    る請求項１ないし６のいずれか１つに記載の装置。
  8. 【請求項８】マスク構造部の像回転調整装置がモータ
    （M3）により作動可能なマスク（１）を回転させるため
    の伝動装置（40、41）として形成されていることを特徴
    とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の装置。
  9. 【請求項９】マスク構造部の像回転調整装置が前記ウエ
    ハー（29）を担持しかつ制御可能なモータ（M3）により
    作動可能な回転テーブル（T1）として形成されているこ
    とを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載
    の装置。
  10. 【請求項１０】回転テーブル（T1）の作動用モータ（M
    3）がＸ方向およびＹ方向の整列および回転θのための
    制御装置（34）により制御可能であることを特徴とする
    請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】回転テーブル（T1）が座標テーブル
    （Ｔ）を担持しまたは該座標テーブル（Ｔ）の上に配置
    されていることを特徴とする請求項９または10に記載の
    装置。
  12. 【請求項１２】イオン源（62）、マスク（66）、シャツ
    タ（54）、光学コラム（68）および露光またはターゲツ
    トステーション（70）からなり、所望の画像ビーム（14
    8）でウエハー（138）を露光するイオン投影リトグラフ
    イー装置において、 前記マスク（66）が所望の画像ビームを画成するような
    マスク構造に加えて、前記光学コラム（68）により画像
    形成される基準ビームを画成する１組の基準マーク及び
    ウエハー（138）上の所望位置と一直線に整列して前記
    画像ビームを持ち来すべく接続されたアライメント制御
    信号を発生するためのターゲツトステーション（70）で
    のプローブ対応基準マーク（156）を有し、前記シャツ
    タ（54）は画像ビームを無効にすべく形成されるが前記
    １組の基準ビームに比較的粗いアライメントを達成させ
    る第１位置と前記画像ビームおよび前記１組の基準ビー
    ムが同時に前記ターゲツトステーション（70）に達する
    ように許容される第２位置との間で可動であり、前記装
    置が画像ビームへの前記ウエハー（138）の露光を行い
    ながら前記装置のアライメントの精密調整を可能にした
    ことを特徴とするイオン投影リトグラフイー装置。
  13. 【請求項１３】前記の回転シャツタが回転可能でありか
    つ画像ビームを無効にすべく形成された中央部分および
    前記基準ビームが通過すべく形成された前記中央部分の
    まわりの内外方に形成された弓形開口を含むことを特徴
    とする請求項12に記載の装置。
  14. 【請求項１４】画像ビームのまわりのアレイに前記基準
    マークの少なくとも８個があり、そして前記シャツタが
    第１および第２シャツタ位置の各々において前記基準マ
    ークの少なくとも６個を露光すべく協働して構成される
    ことを特徴とする請求項12または13に記載の装置。
  15. 【請求項１５】前記ターゲツトステーションにおいてそ
    れぞれの基準マークを横切って前記基準ビームを走査す
    る手段を含むことを特徴とする請求項12ないし14のいず
    れか１つに記載の装置。
  16. 【請求項１６】別個の偏向手段が各基準ビームに関連付
    けられることを特徴とする請求項15に記載の装置。
  17. 【請求項１７】前記ターゲツトステーションでそれぞれ
    異なる対の基準マークのプロービングから引き出される
    信号が、Ｘ、Ｙ並進、回転およびスケール決定するのに
    使用されることを特徴とする請求項16に記載の装置。
  18. 【請求項１８】Ｙ方向（my）におけるスケールに関連し
    てＸ方向（mx）におけるスケールを変化するように前記
    信号に応答する手段を含んでいることを特徴とする請求
    項17に記載の装置。
  19. 【請求項１９】前記の応答手段が四重極からなることを
    特徴とする請求項18に記載の装置。
  20. 【請求項２０】前記のウエハーと画像ビームとの回転ア
    ライメントを達成するように前記基準ビームによつて発
    生される制御信号に応答してマスクを回転する手段を含
    むことを特徴とする請求項16に記載の装置。
  21. 【請求項２１】ウエハー（29）上のマスク構造部の像位
    置決めを制御するアライメント工程の間イオン光学的結
    像系によりマスク（１）のマーク（11〜13）の像が、参
    照ブロック（２）上の関連するマーク（16〜18）と一致
    して保持され、かつ該参照ブロック（２）の追加のマー
    ク（19）に関連するウエハー（29）の対応マーク（20）
    に対する一致位置での光学的に設定されるずれがテーブ
    ルの参照ブロック（２）に対する移動により補正され、
    その際、 ａ）参照ブロック（２）の追加のマーク（19）に関連す
    るウエハー（29）の対応マーク（20）に対する一致位置
    でのエラーが露光の間続いて検出され該エラーの限界を
    下回るようなテーブル（30）の補正運動に変換され、 ｂ）参照ブロック（２）の追加のマーク（19）の一致位
    置はウエハー（29）のそれに関連する対応マーク（20）
    に対して露光等の光学的装置（21）を介して導き出され
    ることを特徴とするイオン投影リトグラフイー装置にお
    ける基体上のマスク構造部の結像位置決め制御方法。
  22. 【請求項２２】前記テーブル（30）が前記ウエハー（2
    9）上のマークに与えられた量より１μｍより小さい量
    だけ目標位置からそのマークに関連する参照ブロック
    （２）の追加マークに対してずれる位置にもたらされ、
    その後干渉計が作動され、そして少なくとも露光の終わ
    るまで作動状態に保持されることと、前記干渉計の作動
    後光学的装置（21）により確定される前記参照ブロック
    （２）の追加のマークの一致位置でのずれが前記ウエハ
    ー（29）のそのマークに関連するマークに対してイオン
    光学的に補正され、そのさい（機能的）に予め与えられ
    た光学的に確定されるずれとこのずれを補正するための
    イオン光学装置への作用大きさとの間の関連に応じてイ
    オン光学装置に作用され、その後露光が行われることを
    特徴とする請求項21に記載の方法。
  23. 【請求項２３】参照光線は時間的に変化可能な場の影響
    下に置かれ、それにより前記参照ブロックの、前記マス
    クのマークに関連するマークを含む領域にわたって一定
    の速度で往復動され、マークの穴を捺過するに際して、
    検出器が参照光線のための時間的に変化する偏向電圧の
    一定の瞬間値が関連する最大信号を供給すること、前記
    参照光線が参照ブロックのマークを捺過するとき、この
    瞬間値が前記マスク構造部の安定された前記参照ブロッ
    クに対して動かない像において最大検出信号に一致する
    目標電圧値と比較されることと、偏向電圧の瞬間値と目
    標値との間の差異がイオン光学的結像装置の作用により
    補正されることと、を特徴とする請求項21に記載の方
    法。
JP63136465A 1987-06-02 1988-06-02 イオン投影リトグラフイー装置、該イオン投影リトグラフイー装置における基体上のマスクの構造部の像位置決め制御方法 Expired - Fee Related JPH07109817B2 (ja)

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